基于TOT技术的一维丝室探测器在同步辐射上的应用

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1、密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文指导教师：2013年5月lIllllllIFIIIllUllllllllllUlll／lllllfY2431152LIUMeiADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofScienceInstituteofHighEnergyPhysics，ChineseAcademyofSc

2、iencesMay,2013献给我亲爱的父母研究生学位论文声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均己在文中以明确方式标明。签名：塑!l叠睡日期：型丝：堕：堑关才学位论文使用授权的说明本人完全了解中国科学院高能物理研究所“关于中国科学院高能物理所研究生论文及研究成果使用权的规定”(2001)高发研生字第315号文件，即：高能物理研究所拥有在著作权法规定范围内学位论文的使用权，其中包括：(1)己获学

3、位的研究生必须按规定提交学位论文，高能物理研究所可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生上交的学位论文；(2)为教学和科研目的，高能物理研究所可以将公开的学位论文作为资料在图书馆、资料室等场所供科研人员阅读，或在所内网站供科研人员浏览部分内容；(3)根据《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》，向国家图书馆等相关部门报送可以公开的学位论文。签名：童!l吩日期：丝堕：堕：!堑摘要X射线衍射技术是目前使用最广泛的用于物相分析和结构分析的技术。对于大多数由粉末制成的材料，一般都为多晶，因此常用X射线粉晶衍射方法来鉴定和研究多晶物质。而同步辐射X射线由于具有高亮度、良好的准直

4、性、短脉冲时间结构和单一能量可调等特点，故而是作为粉晶衍射研究的最佳光源选择。多丝正比室自二十世纪六十年代发明以来，在径迹探测方面曾发挥了重要作用。丝室探测器也曾应用于二维X射线衍射成像探测，只是近年来逐步被高精度的半导体探测器所取代。而目前国内的半导体探测器研究还处于初步发展阶段，尚不能得到实际应用。本论文主要为了实现自主研制的探测器应用于同步辐射衍射测量。具体是利用已有的丝室成熟工艺，结合最新的信号读出方式，研制出一维紧凑型的位置灵敏计数器进行同步辐射X射线衍射实验测试。本人参与了探测器的设计和研制过程。探测器利用类TOT方法快速读取信号电荷量信息，同时利用流水线

5、FPGA对数字信号进行快速的在线处理，以提高探测器计数率。本论文中的一维直线型丝室探测器具有200mm的有效探测长度，信号由单阳极丝和阴极读出条读出，读出条尺寸为1mm，宽度为500“m。本人的重点工作是利用探测器在北京同步辐射光源1W2B实验站的测试。利用粉晶样品Si02、Si一共进行了两次束流衍射测试，并对衍射数据进行了分析。所有结果均进行了本底扣除和像差修正。第一次测试中，经过修正后的衍射角的精度在3．7％以内。第一次实验后，探测器主要对电子学读出电路及测量距离、测量气体等探测方法进行了优化。优化后的第二次同步束流衍射实验结果显示，探测器测量衍射的角分辨大多在0

6、．1。以内，对应的角精度小于1％，最高可达0．1％以下。探测器的分辨精度可以满足同步辐射的实验需求。探测器对衍射角的测量误差受到移动距离准确度的影响，在3％范围内波动。性能参数方面，探测器的全面积最高计数率达到530kHz，衍射光的最高计数率达到8kHz。对于位置分辨率，由X光机测量的最佳位置分辨率为128“m，由同步辐射光测量的最佳位置分辨率达到68雎m。基于TOT技术的一维丝室探测器在同步辐射上的应用关键词：一维丝室探测器，同步辐射，X射线粉晶衍射，TOT，ICDD—PDFAbstractX·-raydiffractiontechniqueisnowthemost

7、widely--usedtechnologyforphaseandstructureanalysis．Asforthematerialmadeofpowder，mostofthemispolycrystal．ThusX-raypowderdiffractionisusuallyusedforpolycrystaliden—tificationandresearch．AssynchrotronradiationX—rayisprovidedwithhighintensity,goodcollimation，shortpulsetimestructure